北极光或北极光是地球上最伟大的自然奇观之一。当来自太阳的高能粒子与地球磁场相互作用时，极地天空中会出现微妙的色彩波动。但地球并不是唯一出现极光的行星，因为木星和土星等行星的强磁场意味着在那里也可以观察到极光。
极光不仅限于木星，它的四颗卫星也存在：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。天文学家最近使用位于夏威夷 WM 凯克天文台的高分辨率阶梯光栅光谱仪 (HIRES) 仪器对处于木星阴影中的卫星进行观测，使他们能够看到微弱的极光。
“这些观察结果很棘手，因为在木星的阴影下，卫星几乎是看不见的，”加州理工学院的凯瑟琳·德克勒 (Katherine de Kleer) 的主要研究人员之一在一份声明中说。 “它们微弱的极光发出的光是我们甚至将望远镜对准正确位置的唯一证据。”
不同颜色的极光是由不同的元素产生的，研究人员能够看到一些与我们在地球上看到的类似的由氧气产生的绿色极光。但在低浓度下，氧气会产生红色极光，由于这些卫星的大气层极其稀薄，因此它们显示的极光红色比绿色多 15 倍。
在木卫一上，它的火山喷出氯化钠和氯化钾羽状物，它的极光可能呈黄橙色。
“极光不同颜色的亮度告诉我们这些卫星的大气层可能由什么组成，”德克勒说。 “我们发现分子氧，就像我们在地球上呼吸的一样，很可能是月球冰冷大气的主要成分。”
当来自太阳的粒子与磁层相互作用时会出现极光，您可能会认为月球需要自己的磁场才能体验这些现象。但有问题的三颗卫星——除了木卫三——没有自己的磁场。然而，木星的磁场非常强大，其影响可以延伸到它的卫星。
木星的磁场也有名称，因此卫星上的磁场会随着行星的旋转而变化，这意味着它们的极光亮度会随着时间的推移而变化。
极光可能发生的另一个变化是当大气离开或进入木星的阴影时变暖或变冷，这种影响在木卫一上已经看到。
“Io 的钠在进入木星阴影后的 15 分钟内变得非常微弱，但在它出现在阳光下后需要几个小时才能恢复，”另一位主要研究人员、波士顿大学的 Carl Schmidt 说。 “这些新特征对于理解 Io 的大气化学非常有见地。木星的日食提供了一个自然实验来了解阳光如何影响其大气层，这很好。”